[發明專利]一種縱向彎曲載荷與橫向拉/壓載荷耦合加載方法

有效

• 申請號: 202111418107.4
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114088529B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 鐘勇;王成章;劉麗輝;封先河;楊萬均;楊小奎;周堃;郭贊洪;許斌;馮利軍;楊祎;李昊瑜
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備集團西南技術工程研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/20
• 代理公司: 重慶立川知識產權代理事務所(普通合伙) 50285
• 代理人: 廖明亮

本發明提供了一種縱向彎曲載荷與橫向拉/壓載荷耦合加載方法，步驟包括：采用頂壓機構對試件中心施加縱向彎曲載荷，同時對試件施加橫向拉力載荷或橫向壓力載荷；當試件被拉長或被壓短預設值后，迅速將頂壓機構和/或夾持座移動至指定位置，使頂壓機構的頂壓桿組件正對試件中心；一次或多次重復前述步驟，直至試驗結束。本發明能夠始終確?？v向彎曲載荷施加點位于試件中部區域，根據試件實際受力狀態進行規律性的應力試驗，能夠高效、實時、精確、穩定、靈活地控制應變集中區域，能夠在長期在戶外環境下特別是惡劣環境下連續進行縱向彎曲載荷與橫向拉/壓載荷的協同/耦合加載，尤其適用于評價工程塑料構件的環境損傷性能演變。

技術領域

本發明屬于力學試驗技術領域，具體涉及一種縱向彎曲載荷與橫向拉/壓載荷耦合加載方法。

背景技術

為了實現特定的功能或性能，承力構件往往構造較為復雜。使用環境條件下，承力構件在裝配、儲存、運輸和使用過程中均不同程度地經受各種復雜服役工況載荷的作用。環境-應力耦合作用下會導致其各類性能發生變化，易出故障且損傷形式多樣。針對工程實際中最為常見的同時承受拉/壓載荷和彎曲載荷的承力構件(如曲面承力構件)，研發一種耦合加載試驗方法對承力構件實際受力狀態進行規律性的模擬具有很強的現實意義。

現有技術中，文獻CN2758743公開了一種板狀曲率桿，該曲率桿兩端為直桿，中間為彎曲結構，實驗時，在電子萬能試驗機上，按照簡單拉伸實驗方法對具有不同曲率半徑的試樣進行偏心拉伸或壓縮實驗。然而，采用該方案必須預先將試件最做成特定的彎曲結構，顯然，這實施起來很繁瑣，難度較大，且適用對象具有很大的局限性。

此外，文獻CN2021106648412 公開了一種柔性復合管道內壓、拉伸、扭轉、彎曲載荷綜合測試裝置，包括上基臺、下基臺、液壓油缸立柱，液壓油缸立柱的缸筒和缸桿分別固定連接在上基臺和下基臺上，上基臺上設有內壓加載組件，下基臺上設有旋轉底盤和液壓驅動組件，通過液壓油缸和聯軸器進行彎曲載荷加載，液壓油缸通過伸縮改變位移，從而改變力的大小，并通過聯軸器改變力的方向，利用下部法蘭連接器連接柔性復合管道底端的密封接頭法蘭進行力的大小和方向傳遞，從而施加給柔性復合管道彎矩。然而，這種裝置只適用于柔性管道，施加彎曲載荷后會使試件出現非規律性彎曲現象，應變集中區域不可控，且這種裝置無法長期在戶外環境下連續使用。

發明內容

本發明目的在于提供一種縱向彎曲載荷與橫向拉/壓載荷耦合加載方法，它既能夠根據試件實際受力狀態進行規律性的應力試驗，又能夠靈活控制應變集中區域，還能夠長期在戶外環境下連續進行縱向彎曲載荷與橫向拉/壓載荷的協同加載。

為了實現上述目的，本發明采用如下所述技術方案。

一種縱向彎曲載荷與橫向拉/壓載荷耦合加載方法，其特征在于步驟包括：

步驟1，采用頂壓機構對試件中心施加縱向彎曲載荷，同時對試件施加橫向拉力載荷或橫向壓力載荷；

步驟2，當試件被拉長或被壓短預設值后，迅速將頂壓機構和/或夾持座移動至指定位置，使頂壓機構的頂壓桿組件正對試件中心；夾持座用于夾持試件；作為優選方案：采用同時連接在夾持座和頂壓機構上、且對稱布置的兩組同規格的彈性件將頂壓機構拉至指定位置，或者，采用連接在夾持座上的蠕變自動補償系統將夾持座自動拉至指定位置；本發明中，連接在頂壓機構同側的兩個、四個或六個彈性件稱之為一組彈性件，所述對稱布置是指兩組彈性件繞著頂壓機構對稱布置；

步驟3，一次或多次重復步驟1-2，直至試驗結束。

為了對樣品連續、穩定地實施彎曲疲勞應力加載，所述頂壓機構包括：設置在兩個夾持座之間的頂壓機構支座，兩個夾持座之間的中點與頂壓機構支座中心位于同一豎直線上；在頂壓機構支座上豎直設置有頂壓桿組件，頂壓桿組件上端用于頂壓試件，頂壓桿組件下方的曲柄機構連接電機；曲柄機構包括連接在電機輸出軸上的凸輪，凸輪配合活動軸，凸輪轉動時帶動活動軸和頂壓桿組件上下往復移動。